Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 6
1.1. Биологические особенности яблони 6
1.2. Формирование качества плодов яблони в зависимости от абиотических факторов .. 16
1.3- Факторы потенциальной лежкости плодов яблок 27
1.4. Послеуборочные способы обработки плодов яблок 39
Глава 2. Цель и задачи исследований 50
Глава 3. Место, условия, объекты и методика проведения исследований 53
Глава4. Результаты исследований 62
4.1. Влияние абиотических факторов на формирование качества плодов яблок в условиях Московской области 62
4.2, Влияние послеуборочной обработки плодов яблок глинным минералом на их качество и сохраняемость 75
4.2.1. Изменение структуры кожицы и воскового налета плодов яблок при хранении 84
4.2.2. Изменение кислотности плодов яблок в процессе хранения, обработанных глинным минералом 87
4.2.3. Биохимические изменения при созревании плодов яблок
4.2.4. Влияние обработок плодов яблок глинным минералом на поражаемость их физиологическими заболеваниями при хранении 97
4.2.5. Влияние обработок плодов яблок глинным минералом на поражаемость их грибными заболеваниями при хранении 105
4.2.6. Сохраняемостсь плодов яблок, обработанных глинным минералом 108
3. Влияние обработок плодов яблок йодокрахмалом на их сохраняемость 124
4. Экономическая эффективность хранения яблок с применением послеуборочных обработок глинным минералом и йодокрахмалом 126
Выводы 128
Предложения производству 132
Библиографической список использованной литературы 133
Приложения 142
- Формирование качества плодов яблони в зависимости от абиотических факторов
- Влияние послеуборочной обработки плодов яблок глинным минералом на их качество и сохраняемость
- Изменение кислотности плодов яблок в процессе хранения, обработанных глинным минералом
- Экономическая эффективность хранения яблок с применением послеуборочных обработок глинным минералом и йодокрахмалом
Введение к работе
Основная масса веществ, ценных для питания человека, содержится в яблоках в форме водорастворимых соединений. Плоды яблок богаты витаминами А, В, С и PP. Количество аскорбиновой кислоты варьирует от 5 до 50 и более мг %, а по количеству соединений с Р-витаминной активностью, яблоки являются одним из незаменимых источников. Яблоки -отличное сырье для самых разнообразных видов продуктов переработки и универсальный фрукт в кулинарном отношении, сочетающийся со всеми продуктами и полностью съедобны, так как содержат 97 % мякоти.
Производству яблок с высокими вкусовыми качествами, лежкоспособными, и, соответственно, пользующимися большим спросом у населения, отводится ведущее место в промышленных садах России. В общей площади садов и ягодных кустарников яблони занимают до 80 %. По статистическим данным ежегодно производится свыше 2,5 миллионов тонн плодов и ягод, но потребление их носит сезонный характер, а физиологически обоснованная потребность организма человека обусловливает необходимость всегда иметь фрукты и овощи на столе. К тому же, существующие способы хранения плодов не позволяют в значительной степени снизить потери и сохранить плоды с высокими товарными и вкусовыми качествами, из-за преждевременного старения, перезревания плодов и поражения их физиологическими и паразитарными заболеваниями.
Немаловажное значение для успешного хранения плодов яблок имеет их качество, на формирование которого влияют экологические, агротехнические условия выращивания, а также предуборочные и послеуборочные обработки плодов кальциевыми и другими солями. Применение безопасных антиоксидантов, в том числе и глинных минералов,
впервые использованных для послеуборочной обработки плодов перед
закладкой на хранение, является важным приемом с точки зрения разработки новых, низкозатратных и доступных технологий хранения плодов
Формирование качества плодов яблони в зависимости от абиотических факторов
Плод, развивающийся на дереве, в процессе формирования подвергается воздействию многих факторов внешней среды, влияющих на его физиологическое состояние и свойства. К их числу относятся: температура, осадіш, освещенность, почвенные условия, особенности агротехники, сроки уборки, товарная обработка, транспортирование, используемая тара, промежуток времени между уборкой и закладкой продукции на хранение и другие.
Известно, что лежкоспособность плодов яблок, их реакция на условия и продолжительность хранения, активность процессов их жизнедеятельности, устойчивость к неблагоприятным факторам всегда органически связаны с состоянием их и определяется всей историей формирования в процессе развития и последующими операциями обращения с ними. Знание исходного состояния плодов яблок дает возможность прогнозировать пригодность их к длительному хранению и определять оптимальные режимы (Скришшков М.К.,1985).
Экологические факторы. По данным многих исследователей, географический фактор оказывает существенное влияние на химический состав, лежкоспособность и другие свойства плодов. Так, например, у зимних сортов яблок, выращенных в разных широтах, по мере перехода с севера на юг содержание Сахаров и целлюлозы в плодах увеличивается, а кислотность значительно снижается. Одни и те же сорта яблок, выращенные в более северных районах, ведут себя как типичные зимние, в более южных местностях - как осенние, а на крайнем юге они становятся летними, Например Антоновка в Московской области 56 с. ш. - это зимний сорт, на Украине 47 с.ш. - осенний, а в районе Сочи 41 с. ш. - летний. Имеются данные, что с перемещением выращивания сорта на 1 широты (около 105 км) с севера на юг, созревание плодов в зависимости от сорта ускоряется на 6-8 дней.
Сроки созревания одних и тех же сортов меняются также и при перемещении района их выращивания с запада на восток из умеренного, мягкого климата в более континентальный (КангинаИ.Б.Д973).
Также известно, что интенсивность солнечного света и температура изменяются в зависимости от высоты над уровнем моря. На разных высотах микроклимат также различен. Поэтому плоды одних и тех же сортов, выращенных в горных районах созревают позднее, обладают лучшим качеством и отличаются большей лежкоспособностью. С увеличением высоты над уровнем моря кислотность плодов повышается, а количество Сахаров почти не изменяется.
Температура. Резкое повышение температуры в сезонном и суточном циклах ускоряет созревание и снижает лежкоспособность плодов. Влияние температуры сказывается уже в период цветения. Повышение температуры сокращает период цветения и способствует формированию физиологически однородных плодов при уборке урожая, так как цветки опыляются в одно и то же время. Температура оказывает влияние на рост плода и его окончательный размер (Каширская Н.Я., 2001).
Многочисленные исследования показывают, что появление загара на плодах в значительной степени зависит от температурных условий в предуборочный период. Чувствительность к загару может уменьшится пониженными ночными температурами. Также установлено, что плоды некоторых сортов яблок слабо поражаются загаром, если сумма часов, при которых температура была ниже +10 С, равна 150-160, а при 190-240 часах возможность появления заболевания исключается полностью. Положительное действие холодного периода сводится к нулю, если минимальная ночная температура превышает +10С. По этой причине опасность появления загара увеличивается при слишком ранних сроках уборки, в период, когда не было достаточного количества прохладного времени.
Водный режим не менее важный абиотический фактор, влияющий на развитие, состояние и лежкоспособность плодов. В зонах с повышенной влажностью и в годы, отличающиеся обилием осадков, особенно в период созревания, отрицательно сказывается на сохраняемости плодов. Избыток влаги в этот период приводит к развитию при хранении плодов ряда заболеваний как подкожной пятнистости, пухлости, побурению мякоти, наливу. В условиях, когда жаркое и сухое лето сменяется дождливой погодой, плоды быстро увеличиваются в размерах, кожица, особенно около устьиц, покрывается трещинами, что увеличивает возможность поражения различными заболеваниями. При недостатке влаги плоды некоторых сортов слабее окрашены, средний размер их меньше, созревание наступает раньше. Такие плоды при хранении чаще поражаются горькой ямчатостью. (Гудковский В.А., 1985, 1991,2001).
Рассматривая факторы внешней среды, влияющие на качество и лежкоспособность плодов, следует всегда учитывать и особенности культивируемых сортов. Так, например, плоды сорта Джонатан, выращиваемые на относительно сухих почвах, хранятся лучше, чем выращенные на более влажных, в то же время плоды других сортов менее чувствительны к влажности почвы. У сортов Голден Делишес и Старкинг поглощение натрия, фосфора, кальция, калия и бора в некоторых случаях усиливается при повышенной влажности почвы. Установлена зависимость лежкоспособности яблок сортов Джонатан, Ренет Симиренко, Пепин Лондонский от метеорологичских условий года.
Влияние послеуборочной обработки плодов яблок глинным минералом на их качество и сохраняемость
Плоды яблок являются живыми организмами и снятые с материнских растений продолжают свою жизнедеятельность. Совокупность процессов, происходящих в послеуборочный период, приводит к перезреванию, старению и гибели плодов. Хранение с биологической точки зрения означает продолжение их жизни в послеуборочный период с минимальными потерями и сохранением высоких товарных качеств и питательной ценности.
За последние годы многими исследователями предложены различные способы послеуборочной обработки плодов с целью подавления интенсивности дыхания, повышения устойчивости к заболеваниям и, как следствие, продление срока хранения. Применяются такие способы
бработки плодов как обработка препаратами кальция, антиоксидантами, углекислотным шоком, вощение с фунгицидами и другие. Однако не все перечисленные способы обработок плодов яблок являются достаточно эффективными для хранения и безопасными для человека.
В настоящее время потребитель требует плодоовощную продукцию, как кладезь витаминов, практически безопасной. Поэтому поиск, именно безопасных способов обработок плодов, позволяющих продлить их сохраняемость, является весьма актуальным.
Совсем недавно появились сведения о применении различных минералов для обработок растений в период вегетации с целью укрсплетпгя покровных тканей, для защиты от вредителей и болезней. Известны положительные результаты влияния макро и микроэлементов на повышение устойчивости растений к различным неблагоприятным условиям среды ярд выращивании. Известно, что минеральные вещества входят в состав структурных элементов живых клеток ткани. Некоторые из них выполняют соответствующие функции, являясь активной составной частью многих важных метаболитов и ферментов (Метлицкий Л.В.,1976). Так, например, фосфор играет важную роль в освоении солнечной энергии зеленым листом, дыхании, биохимических процессов живого организма. Сера входит не только в состав белков, но и влияет на энергетический обмен клеток. Кремний — уникальный биокатализатор, способный перерабатывать энергию света и в 10 раз ускорить окислительно-восстановительные реакции, является основой для построения сложных органических соединений - основ живого организма -хлорофилла. Железо, медь, молибден участвует в построении некоторых ферментов. Соединения кальция, магния с пектиновой кислотой составляют основу пектина срединных пластинок, склеиватоттгего между собой стенки отдельных клеток. Кальций необходим для ггоддержанпт структурной и функциональной целостности мембран клетки. От содержания кальция во многом зависит водоудерживающая способность протоплазмы.
Кальций играет важную роль в предотвращении многих метаболических расстройств, возникающих в плодах. При очень низком содержании кальция в плодах усиливается дыхание и наступает быстрое старение. Кальций защищает мембраны клеток от разрушения.
Недостаток того или иного минерального вещества приводит к очень серьёзным нарушениям важнейших физиологических функций растительного организма.
Исходя из анализа литературных источников и, несмотря на большое физиологическое значение минеральных веществ, их роль в жизнедеятельности плодов и овощей до самого последнего времени мало изучалась. Важность такого рода исследований, как применение различных минералов, в виде обработок растений или плодов подтверждают некоторые сообщения о роли кальция и других элементов в регулировании процессов старения плодов.
Учитывая важную роль минеральных веществ в формировании урожая, его созревании и старении, нами была сделана попытка использовать глинный минерал, очень богатый по содержанию различными макро и микро-элементами, для обработки плодов яблок перед закладкой на хранение. Глинный минерал взят из разломов пород Воронежской области, Подгоренского района. Данные химического состава глинного минерала приведены в табл. 9, из которых следует, что исследуемый глинный минерал богат такими макроэлементами как кремний, магний, железо, калий и кальций. По содержанию кремния минерал можно отнести к кремнеземам. Происхождение кремния - органогенное, т.е. он образовался при отмирании колоний живых организмов, сохраняя в своем составе раковины и скелеты. Он зарождался в теплых водах мелового периода, когда появились привычные нам формы жизни. В.И.Вернадский в своих учениях упомянул: "Никакой организм не может существовать без кремния". Кремниевые соединения играют большую роль в защите растений от различного рода патогенов. Исследуемая порода глинных минералов отличается также богатым содержанием микроэлементов, таких как цирконий, медь, цинк, рубидий, стронций, значение и влияние которых на живую клетку изучено недостаточно.
Изменение кислотности плодов яблок в процессе хранения, обработанных глинным минералом
Биохимические процессы, ведущие к созреванию, происходят наиболее активно в первые дни после сбора плодов. Затем, по достижению определенного максимума, активность многих процессов снижается и изменяется их направленность. При созревании плодов важная роль принадлежит превращениям органических кислот. Кислоты, как известно, совместно с сахарами определяют гармоничность вкуса.
В наших исследованиях установлено (рис. 4), что по мере созревания плодов общее содержание кислот снижалось у плодов всех сортов, но уровень их снижения различен. У медленно созревающих плодов в период хранения теряется меньшее количество кислот. Нами также отмечено увеличение кислотности в тканях плодов с начинающимися физиологическими изменениями (побурение) с последующим быстрым снижением ее в плодах. Этому процессу более подвержены плоды сортов: Смуглянка, Маяк, Бунинское. Плоды этих сортов быстрее созревали и перезревали, что сопровождалось изменением консистенции мякоти до мучнистого состояния и побурения.
Под воздействием глинного минерала в плодах яблок замедлялся процесс окисления всех пластических веществ. Плоды, обработанные глинным минералом, отличались более высокой кислотностью длительное время и лучшими вкусовыми качествами в конце хранения. Однако лучшими были сорта Звездочка, Богатырь, Зимняя красавица, Ветеран, Синап Орловский.
Хранение с биологической точки зрения означает продление жизни плодов яблок в послеуборочный период с минимальными потерями и сохранением высоких товарных качеств и пищевой ценности. В послеуборочный период плоды не получают ни воды, ни питательных веществ. Обмен их с окружающей средой заключается в поглощении кислорода, выделении углекислоты, воды, тепла и летучих органических веществ. Данный физиологический процесс называется дыханием. Дыхание сопровождается сложнейшими физиолого-биологическими процессами, приводящими к расходу запасных пластических веществ и образованию новых соединений, но общий баланс метаболизма - катаболитический, в конечном итоге приводит к старению плодов. Вещества, накопленные в период роста и формирования плодов (сахара, кислоты, витамины, пектины, дубильные и красящие вещества и др.) вовлекаются в обмен по двум метаболическим путям: окисление и декарбоксилирование. Образующиеся при этом метаболиты и высвобождающаяся энегрия используются на поддержание структуры и функций, клеточных органогенелл, а также на активизацию биосинтеза веществ, характерных для процесса созревания -нуклеиновых кислот, белков, липидов, этилена и веществ, обусловливающих аромат плодов.
Все внешние и качественные изменения плодов сопровождаются изменением их химического состава. Многочисленными исследователями установлено, что стимулятором всех гидролитических процессов в плодах явлется этилен, количество которого возрастает в мякоти созревающих плодов. Также установлено, что чем раньше в плодах образуется этилен, тем скорее начинается и завершается процесс созревания. Этилен действует не только на созревание перикарпия плода, но и на заключенные в нем семена.
Процессы, происходящие в плодовой мякоти и семенах, тесно связаны. Этилен вызывает распад хлорофилла в тканях плодов яблок, поэтому при хранении под действием этилена плоды быстрее приобретают свойственную им окраску. Под действием этилена скорее наступает климактерический подъем дыхания, вслед за которым наступает более быстрое созревание. Проницаемость клеточных мембран под воздействием этилена сильно возрастает, и это влечет за собой усиление клеточного метаболизма.
Применение послеуборочной обработки плодов глинным минералом обеспечило в течение всего периода хранения абсорбцию выделяемого этилена плодами, что отразилось на более медленном созревании плодов. Реакция сортов на обработку глинным минералом была различной. Так более медленным созреванием отличались сорта: Богатырь, Звездочка, Ветеран, Синап Орловский, Лобо.
Важнейшие свойства плодов - вкус, аромат, консистенция, устойчивость к патогенам при хранении связано с содержанием и превращением в плодах углеводов- Максимальным количеством Сахаров в годы исследований выделялись сорта: Звездочка, Зимняя красавица, Ветеран, Синап Орловский, Лобо. В более сухой и жаркий период 2002 года вегетации содержание Сахаров накапливалось на 10-15% больше по сравнению с влажным вегетационным периодом 2000 года. В первые месяцы хранения в плодах содержание Сахаров несколько увеличивалось за счет гидролиза крахмала, а при дальнейшем хранении уровень содержания Сахаров снижался в зависимости от сорта и способа обработки. Темпы снижения Сахаров были более медленными у сортов Звездочка, Богатырь, Ветеран, Лобо, Зимняя красавица и к концу хранения содержание Сахаров у них установлено в пределах 8,3 - 10,5%, что четко прослеживается из данных рис.5. Обработка плодов глинными минералами повлияла на снижение темпов расходования Сахаров в процесе дыхания, что обеспечило высокое содержание их к периоду снятия с хранения.
Экономическая эффективность хранения яблок с применением послеуборочных обработок глинным минералом и йодокрахмалом
Применение послеуборочных обработок плодов яблок глинным минералом и йодокрахмалом оказали влияние на их сохраняемость. Экономическая оценка экспериментальных данных позволила сделать правильные выводы об эффективности изученных приемов и рекомендовать их производству. Для расчета экономической эффективности применения послеуборочных обработок плодов яблок глинным минералом и йодокрахмалом в концентрации 350мг/л был взят один сорт Синап Орловский. Расчет экономической эффективности показал (табл.21), что применение послеуборочной обработки плодов яблок глинным минералом рентабельно. Такая обработка обеспечивает при хранении снижение поражаемости плодов грибными и физиологическими заболеваниями, уменьшает естественную убыль массы плодов, сохраняет их тургор и пищевую ценность, замедляет процессы старения и увеличивает выход товарной продукции. Обработка плодов яблок йодокрахмалом была эффективной в снижении поражаемости плодов грибными заболеваниями при хранении, уровень рентабельности значительно ниже по сравнению с обработкой плодов глинным минералом. Важным является то, что дополнительные затраты на обработку плодов глинным минералом и йодокрахмалом незначительны, а используемые вещества для обработки - безопасны для человека. Оценка экономической эффективности подтверждает целесообразнось применения послеуборочных обработок плодов яблок глинным минералом и йодокрахмалом в концентрации 350 мг/л, как самых дешевых, безопасных и легко доступных способов. 1. Погодно-климатические условия 2000-2001 гг. оказали существенное влияние на урожайность, формирование качества и сохраняемость плодов яблони. Установлена низкая устойчивость плодов к фитопатогенам в 2000, 2002 годах, отличающихся большим количеством стрессовых ситуаций для яблонь (перепадами температур, осадков в период вегетации и высокими температурами в период созревания плодов). Метеорологические условия 2001 года способствовали слабому поражению плодов грибными заболеваниями яблок поздних сортов. Высокая среднемесячная температура в период созревания плодов, в годы исследований, явилась основной причиной восприимчивости плодов к загару. 2. Погодно-климатические условия оказывали влияние на формирование покровных тканей плодов яблок. Оптимальные условия вегетационного периода 2001 года способствовали формированию более плотной кожицы мякоти плодов у сортов Синап Орловский, Богатырь, Ветеран, Звездочка, Зимняя красавица, Лобо. 3.
Оптимальные условия 2001 года способствовали высокому накоплению в плодах растворимых сухих веществ 16,0-18,9%, аскорбиновой кислоты в кожице и мякоти, Сахаров, органических кислот и пектиновых веществ. Засушливое лето 2002 года способствовало меньшему накоплению органических кислот и аскорбиновой кислоты в плодах, а переувлажненное лето 2000 года снизило содержание в плодах растворимых сухих веществ, Сахаров и пектиновых веществ. 4. По биохимическим, технологическим показателям наиболее пригодны для длительного хранения плоды сортов, выращенных в условиях Московской области, Синап Орловский, Богатырь, Зимняя красавица, Звездочка, Лобо, Ветеран. 5. Обработка плодов глинным минералом оказала положительное действие на изменение минерального состава поверхностных тканей плодов. Глинный минерал обеспечивал замедленное снижение кальция в тканях плодов и высоким содержанием его в конце хранения отличались сорта Синап Орловский, Ветеран, Звездочка, Лобо, Богатырь. Глинный минерал не разлагается на поверхности плодов и воздействие макро и микроэлементов на ткани оказывается более длительным. Сохранение высокого уровня микроэлементов в тканях плодов снизило поражаемость плодов физиологическими и грибными заболеваниями. 6. Послеуборочная обработка плодов глинным минералом, регулируя газовый обмен в плодах, замедляет интенсивность дыхания с одной стороны, а с другой - являясь хорошим абсорбентом для поглощения продуктов распада в процессе дыхания плодов, глинный минерал подавлял окислительные процессы в плодах и замедлил процесс перезревания.
